SU1097815A1 - Способ работы роторно-поршневого двигател внутреннего сгорани - Google Patents

Abstract

1. СПОСОБ РАБОТЫ РОТОРНОПОРШНЕВОГО ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ с эпитрохоидной рабочей камерой и трехгранным ротором путем подачи в рабочую камеру свежей топливовоздушной смеси с заданным .коэффициентом избытка воздуха двум  потоками, первый из которых направл ют параллельно торцовой поверхности ротора, а второй - перпендикул рно этой поверхности, сжигани  смеси и выпуска отработавших газов, отличающийс  тем, что, с целью снижени  токсичности, направление первого потока совмещают с касательной к кривой, описыВодород или Sodiyvd+Воздух Bojffux U/IU смесь Возаука суг/геёооЬродным ffion/iuSof OmfaffomaSu/ue газы ваемой вершиной трехгранного ротора, и скорость этого потока устанавливают выше окружной скорости вершины ротора. 2.Способ по п. 1, отличающийс  тем, что топливо-воздушную смесь получают в рабочей камере путем подачи водородо-воздущной смеси через первый поток и углеводородо-воздушной смеси через второй. 3.Способ по п. , отличающийс  тем, что топливо-воздушную смесь образуют в рабочей камере путем подачи чистого водорода в камеру через первый поток и подачи воздуха в смеси с углеводородным топливом через второй поток. 4.Способ по пп. 1-3, отличающийс  тем, что водород подают в рабочую камеру после выпуска из нее отработавших газов. 5.Способ по пп. 1-4, отличающийс  тем, что первый поток подаЕрт в рабочую (Л камеру после прекращени  подачи свежей смеси через второй поток. 6.Способ по пп. 1-5, отличающийс  тем, что топливо-воздушную смесь образуют в раббчей камере с коэффициентом избытка воздуха 1,5-4. со СХ) сд

Description

Изобретение относитс  к машиностроению , в частности двигателестроению, а именно к способам работы роторно-поршневых двигателей внутреннего сгорани . Известны способы работы роторно-поршневых двигателей внутреннего сгорани  с эпитрохоидной рабочей камерой и трехгранным ротором путем подачи в рабочую камеру свежей топливо-воздушной смеси с заданным коэффициентом избытка воздуха двум  потоками, первый из которых нанравл ют параллельно торцовой поверхности -ротора, а второй - перпендикул рно этой поверхности, сжигани  смеси и выпуска отработавших газов 1. Подача свежей топливо-воздушной смеси двум  взаимно перпендикул рными потоками способствует более интенсивному движению зар да в рабочей камере, что улучшает характеристики сжигаемой смеси. В результате этого повышаетс  экономичность и возрастает мощность роторно-поршневых двигателей. Однако не предпринимаютс  меры по снижению токсичности отработавших газов, что ухудшает технико-экономические показатели двигателей при реализации указанного способа. Цель изобретени  - снижение токсичУказанна  цель достигаетс  тем, что направление первого потока совпадают с касательной к кривой, описываемой вершиной трехгранного ротора, и скорость этого потека устанавливают выше окружной скорости вершины ротора. При этом топливо-воздушную смесь получают в рабочей камере путем подачи водородно-воздушной смеси через первый поток и углеводородно-воздущной смеси через второй. Кроме того, на некоторых режимах топливо-воздущную смесь образуют в рабочей камере путем подачи чистого водорода в камеру через первый поток и подачи возтопливом духа в смеси углеводородным через второй поток. Водород подают в рабочую ка.меру после выпуска из нее отработавших газов, причем первый поток подают в рабочую камеру после прекращени  подачи свежей смеси через второй поток. Топливо-воздушную смесь образуют в рабочей камере с коэффициентом избытка воздуха 1,5-4. На фиг. 1 изображена схема роторнопоршневого двигател  внутреннего сгорани , работающего по предлагаемому способу; на фиг. 2 - часть двигател  и направление движени  первого потока. Роторно-порщневой двигатель внутреннего сгорани , работающий по предлагаемому способу (фиг. 1),содержит статор 1 с эпитрохоидной рабочей камерой 2 с размешенным в ней трехгранным ротором 3. В статоре I выполнено впускное периферийное окно 4 и выпускное окно 5, причем поток топливо-воздушной смеси, подаваемый через впускное периферийное окно 4, направлен по касательной к кривой, описываемой вершиной 6 ротора 3 (фиг. 2). В боковой крышке 7 расположены боковые впускные окна 8. Поток топливо-воздушной смеси , подаваемый через эти окна, направлен перпендикул рно боковой поверхности ротора 3. В рабочей камере 2 размещена свеча зажигани  9. Двигатель работает следующим образом . При движении ротора 3 от верхней мертвой точки на такте всасывани  открываютс  боковые впускные окна 8 и через них поступает воздух или смесь воздуха с углеводородным топливом. При дальнейшем движении ротора 3 открываетс  периферийное впускное окно и через него подают водород или водородо-воздушную смесь по касательной к кривой, описываемой вершиной 6 ротора 3. При дальнейшем движении ротор 3 перекрывает боковые впускные окна 8, а затем его вершина 6, скольз ща  по эпитрохоидной рабочей камере 2 и- замыкаюша  объем рабочей камеры сзади по ходу движени  ротора 3, перекрывает периферийное впускное окно 4. Далее по ходу движени  ротора 3 происходит сжатие рабочей смеси, содержащей водород. В конце такта сжати , вблизи мертвой точки, на свечу зажигани  9 подаетс  и.мпульс высокого напр жени  и происходит самовоспламенение , затем сгорание рабочей смеси и расщирение продуктов сгорани  на такте рабочего хода. Далее при движении ротора 3 верщина 6 ротора 3 открывает выпускное окно 5 и происходит выпуск отработавших газов. Затем цикл повтор етс . Расположение периферийного окна 4 выбирают таким образом, чтобы истекающий поток водорода был направлен по касательной к кривой, описываемой вершиной ротора 3, в сторону движени  ротора. Скорость истечени  потока устанавливают выше окружной скорости вершины 6 ротора 3, в результате чего он будет распростран тьс  вблизи поверхности рабочей камеры 2 (фиг. 2). Это приведет к тому, что пристеночный слой будет более насыщен водородом , а рабочий зар д в середине рабочей камеры менее насыщен. Этим обусловлены более полное сгорание углеводородного топлива и испарений масла вблизи эпитрохоидной поверхности рабочей камеры 2 в случае использовани  водорода в качестве добавки к топливу и дожигание масла и его испарений в случае питани  двигател  водородом. В случае расположе.ни  периферийного окна 4 так, что оно открываетс  после закрыти  выпускного окна 5, полностью исключаетс  возможность обратных вспышек, так как в этом случае водород не имеет доступа к наиболее нагретым в этой зоне кромкам выпускного окна 5. flpH расположении периферийного окна 4 так, что оно открываетс  после закрыти  боковых окон 8, т. е. в начале такта сжати , в рабочую камеру через боковые окна 8 поступает воздух и количество этого воздуха  вл етс  максимально возможным дл  конкретного двигател , тем самым достигаетс  максимально возможный коэффициент наполнени  по воздуху и, следовательно, наибольша  мощность. Если водород впускать вместе с воздухом, то он, облада  небольшим удельным весом (0,089 кг/м) по сравнению с воздухом (1,29 кг/м), займет часть объема рабочей камеры, тем самым количество рабочей смеси будет уменьшено. Таким образом, при добавке водорода к углеводородному топливу (например к бензину) экономитс  до 30-40% его при снижении общего расхода топлива (бензин + + водород) на 12-20% путем улучшени  сгорани  бензовоздушной смеси и отказа от работы на переобогащенных смес х () и частичного отказа от дросселировани  на впуске. На малых и средних нагрузках работа на водороде и с добавками водорода приводит к прекращению пропусков зажигани  Б результате того, что при отсутствии дросселировани  содержание остаточных газов в рабочей смеси незначительно (высокое содержание остаточных газов - одна из причин пропусков зажигани ), а с другой стороны, водород, облада  значительной меньщей энергией воспламенени , чем углеводородное топливо, способствует стабильному воспламенению рабочей смеси . Все это приводит к снижению содержани  СО и СН в отработавших газах в несколько раз и позвол ет отказатьс  от систе .м дожигани  остаточных углеводородов.

ёодородон смесью

Воздух

Воздуха с. Lfi/ieSodopodHbiH mon/iuSoM

Зона с fo cfmou

Claims (6)

1. СПОСОБ РАБОТЫ РОТОРНОПОРШНЕВОГО ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ с эпитрохоидной рабочей камерой и трехгранным ротором путем подачи в рабочую камеру свежей топливовоздушной смеси с заданным .коэффициентом избытка воздуха двумя потоками, первый из которых направляют параллельно торцовой поверхности ротора, а второй — перпендикулярно этой поверхности, сжигания смеси и выпуска отработавших газов, отличающийся тем, что, с целью снижения токсичности, направление первого потока совмещают с касательной к кривой, описы ваемой вершиной трехгранного ротора, и скорость этого потока устанавливают выше окружной скорости вершины ротора.

2. Способ по π. 1, отличающийся тем, что топливо-воздушную смесь получают в рабочей камере путем подачи водородо-воздушной смеси через первый поток и углеводородо-воздушной смеси через второй.

3. Способ по п. \, отличающийся тем, что топливо-воздушную смесь образуют в рабочей камере путем подачи чистого водорода в камеру через первый поток и подачи воздуха в смеси с углеводородным топливом через второй поток.

4. Способ по пп. 1—3, отличающийся тем, что водород подают в рабочую камеру после выпуска из нее отработавших газов.

5. Способ по пп. 1—4, отличающийся § тем, что первый поток подают в рабочую камеру после прекращения подачи свежей смеси через второй поток.

6. Способ по пп. 1—5, отличающийся _ι тем, что топливо-воздушную смесь образуют в рабочей камере с коэффициентом избытка воздуха 1,5—4.

OmpaSomaSu/ue газы £одород+Воздух Воздух или смесь

Воздуха с углебодрродмь/м л>олли£огд